基于EAST束发射光谱的中性束衰减特征研究

中性束注入(NBI)是托卡马克装置重要的辅助加热与电流驱动手段，中性原子的离化是决定中性束的加热(能量和粒子沉积剖面)和电流驱动效率的关键环节。通常情况下，利用背景等离子体参数与中性束参数模拟计算快的中性粒子与等离子体的离化，即中性束沉积过程，进而分析托卡马克中性束加热和电流驱动效果。束发射光谱是高能中性粒子注入等离子体后，与等离子体的电子、离子发生碰撞激发，中性粒子退激发过程中产生的一系列特征谱线，其束发射光谱强度受等离子体密度、温度、束能量、束密度等因素影响，可以利用束发射光谱强度变化研究中性束的衰减特性。在EAST托卡马克上通过实验测量中性束粒子与等离子体碰撞激发的光谱强度，分析得到了中性束在不同等离子体密度以及不同中性束能量下的衰减特性，并采用主动束光谱仿真与数值分析软件(SOS)进行了相应的模拟计算，研究表明实验测量与模拟计算结果两者具有较好的一致性，这验证了通过实验测量束发射光谱获取中性束衰减特征的可行性。